吸力式沉箱基础极限拉拔承载力的数值分析

作为新型的深水海洋基础型式，吸力式沉箱基础被广泛地用于系泊深水海洋设施中，从而承受巨大的倾斜上拔荷载。在上拔荷载水平分量与竖向分量的共同作用下，吸力式沉箱的承载特性及其工作性能评价是海洋工程设计与建设中的关键技术问题之一。然而现有的理论分析与试验研究并不能满足工程实践的需要，因此，对吸力式沉箱基础的极限承载力分析建立了有限元数值计算方法。当沉箱基础在快速拔出过程中，正常固结黏土处于完全不排水状态，沉箱基础发生整体破坏时表现出反向地基承载力失稳模式，此时沉箱基础所发挥的极限承载能力往往最大。为此，在数值计算中直接假定沉箱基础及其周围土体处于完全不排水状态，针对不同的沉箱长径比，分别确定了在竖向上拔荷载和水平拉拔的单独作用下沉箱基础极限承载力。对比发现：竖向上拔极限承载力有限元解能够较好地与理论计算结果相符合，而水平极限承载力解与理论计算结果存在一定的差异。